Seit Jahren mystifizieren Kometen Wissenschaftler mit ihren Kompositionen, die sich sowohl in warmen als auch in kalten Umgebungen und nicht an einem Ort mit einheitlicher Temperatur gebildet zu haben scheinen. Neue Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass einige Kometen Flecken unterschiedlicher Oberflächenzusammensetzung aufweisen, nicht weil sie aus Material bestehen, das sich in verschiedenen Teilen des Sonnensystems gebildet hat, sondern weil einige Teile ihrer Oberfläche Wärme mit unterschiedlichen Raten absorbieren. Dies führt nach einem neuen Modell von David Jewitt und Aurelie Guilbert-Lepoutre von der University of California in Los Angeles (UCLA) zu lokalisierten Kühlkörpern und Kühlfallen. Ihr Modell zeigt, dass sich die chemische Zusammensetzung eines Kometen in dem Zeitraum von zehn Millionen Jahren entwickeln kann, in dem ein Komet als Zentaur klassifiziert wird und vom Kuipergürtel zum inneren Sonnensystem wandert.
"Die Zentauren sind Objekte, die aus dem Kuipergürtel entkommen sind und zwischen den Riesenplaneten treiben", sagt Jewitt. „Ihre Lebensdauer in diesen Umlaufbahnen ist auf etwa 10 Millionen Jahre begrenzt, da sie von den Planeten auf andere Umlaufbahnen durch die Gravitation gestört werden. Mindestens die Hälfte wird aus dem Sonnensystem in das interstellare Medium ausgestoßen. Einige werden in die Umlaufbahn des Jupiter getreten, wo das Eis zu sublimieren beginnt und wir sie Kometen nennen. “
Der Schlüssel sind Abweichungen in der Oberfläche - Wärmeleitfähigkeit, Reflexionsvermögen (Albedo), Schrägstellung (Neigung) und sogar Topographie wie Krater oder hügeliges Gelände. Dies führt zur Erzeugung von „thermischen Schatten“.
„So wie es im Schatten eines Gebäudes kühler ist als in der vollen Sonne zu stehen, bleibt die Region unter einem hellen Fleck oder einem Felsbrocken auf der Oberfläche eines Kometen kühler als die Umgebung“, sagt Jewitt. Je höher die Albedo, desto mehr Sonnenlicht wird reflektiert, wodurch dieser bestimmte Fleck des Kometen 20 bis 30 Grad Celsius kühler als seine Umgebung bleibt. Die thermischen Schatten können beibehalten werden. „Wir haben berechnet, wie sich der kühle Punkt bis in das Innere des Kometen erstreckt, und untersucht, wie tief und langlebig diese kühle Schattenregion für Objekte sein kann, die sich auf verschiedenen Umlaufbahnen bewegen.“
Da die thermischen Schatten kälter sind, ziehen sie flüchtige Materialien wie Wassereis und Kohlendioxid von anderen Stellen auf dem Kometen an und verbessern dort die Zusammensetzung. Infolgedessen wird die Zusammensetzung des Kometen stark ungleichmäßig, ebenso wie die Aktivität auf dem Kometen, die sich in Jets manifestiert, wie sie beispielsweise das Deep Impact-Raumschiff auf dem Comet Hartley 2 im November 2010 beobachtet.
Das Papier befindet sich im Astro-Ph-Archiv und kann hier gelesen werden.
